Hi, ich steuere mehrere LED-Ketten über Raspberrys. Da ich die jetzt schon im Langzeit-Einsatz habe erwäge die selbstgesteckten/-gelöteten Platinen durch gefertigte zu ersetzen, würde ich gerne ein paar Fragen klären, um nicht sinnfrei Geld zu verballern. Ich verwende derzeit Stripes mit gemeinsamer Anode und 12 V. Die Kanäle steuere ich per PWM über Power-MOSFETs (STP16NF06L). Im Schaltbild steuere ich über einen weiteren Kanal einen 12 V IR-Scheinwerfer, der Nachts Licht für eine Kamera macht, allerdings ohne PWM. Gespeist wird alles über ein entsprechend dimensioniertes 12 V Steckernetzteil. Ich habe unterschiedliche Stripe-Längen und nicht immer den IR-Scheinwerfer mit dran. Aber komplette 5m hätten laut Spezifikation 2800 mA. So viel habe ich zwar noch nirgendwo am Stück dran, aber da fliesst durchaus Strom sozusagen. Gerne hätte ich Rückmeldungen zu dieser Schaltung und Hinweise auf Verbesserungsmöglichkeiten. Meine konkreten Fragen hierzu sind: (1) Sollte ich PWM und an/aus für IR identisch schalten, oder macht für lediglich an/aus vielleicht etwas ganz anderes viel mehr Sinn? Für mich ist das quasi derzeit eine Standard-Lösung zum Schalten von 12 V (mit Beschränkung auf 2 A oder so). (2) Ich habe Schaltungen mit und ohne "Vorwiderstand" (ist das hier der richtige Begriff?) gesehen (siehe auch https://learn.adafruit.com/rgb-led-strips/usage). Leider checke ich irgendwie nicht, wann die und wofür benötigt werden und wie die entsprechende Berechnung geht. Sind das sogenannte Pullup/Pulldown-Widerstände? Falls ja, sollte ich dann die auf dem Raspberry vorhandenen aktivieren oder tatsächlich eigene verbauen? Ist das alles nicht vielleicht schon irgendwo nachvollziehbar beschrieben? Ich habe schon Stunden gesucht ... Meine Annahme ist, dass ich durch die den vom Pi gezogenen Strom reduzieren kann ohne die Schaltleistung zu beinträchtigen. Ist das korrekt? Weil Strom sparen ist natürlich immer interessant. (3) Welche Rolle spielt die Auswahl des MOSFET? Kann ich hier irgendwie erhebliche Einsparungen erzielen, wenn ich die genau angemessen auswähle statt immer nur "meinen Standard" (eben den STP16NF06L) zu verwenden? Also ich habe derzeit etwa auch eine Schaltung, an der der nur ein einzelnes Stripe-Element mit spezifizierten 56 mA hängt. Was wäre der Einspareffekt, Verbrauch oder Anschaffungskosten? Schaltbild und Datenblatt des MOSFETs hänge ich an. Von den Pi-Anschlüssen geht GND an GND und die anderen an GPIO-Pins. Vielen Dank für's Lesen und mögliche Antworten!
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Tim K. schrieb: > Datenblatt des MOSFETs hänge ich an. Warum liest du es dann nicht? Dein 'Standard' MOSFET braucht mindestens 5V um voll durchzuschalten. Ein rPi liefert maximal 2/3 davon, nämlich 3.3V. Der MOSFET ist also eher ungeeignet. Es gibt sehr wohl MOSFETs, die bei 2.5 oder 2.7V definiert durchgeschaltet sind. Man sollte einen mit ausreichender Strombelastbarkeit und geringer Gate-Kapazität nehmen, z.B. IRLML2502.
Schreib doch mal an deine Steckverbinder ran, was da für Signale drauf liegen. Das "AC" ist hoffentlich nicht ernst gemeint? Bei den FETs sollt man Pull-Down Widerstand (100k) vorsehen, die auch im Tri-State Zustand vom RaspBerry pi für einen sicher gesperrten FET sorgen würden. Tim K. schrieb: > Kann ich hier irgendwie erhebliche Einsparungen erzielen, wenn ich die > genau angemessen auswähle statt immer nur "meinen Standard" (eben den > STP16NF06L) zu verwenden? Bei einem Stückpreis von 0,32€ halten sich die Einsparmöglichkeiten in Grenzen. Bei Verzettlung auf vielen Typen kommt man nicht so leicht auf attraktive Rabattstaffeln.
MaWin schrieb: > Warum liest du es dann nicht? Weil er auch die anderen gefühlten tausend Beiträge hier mit der (immer wieder) gleichen Fragestellung auch nicht gelesen hat.
MaWin schrieb: > Tim K. schrieb: >> Datenblatt des MOSFETs hänge ich an. > > Warum liest du es dann nicht? Weil ich (das) nicht lesen kann? Also natürlich habe ich da reingeguckt. Das Ansinnen alles davon vollständig zu verstehen habe ich relativ schnell aufgegeben. Ich hatte mir gedacht (ehm ...) V GS(th) auf Seite 2 unter Electrical Characteristics / ON wäre ab wann der durchschaltet (1-2,5 V). Threshold und ON klang zumindest gut ;) Ansonsten wurde diese Schaltung so bei Adafruit (siehe Link im Originalbeitrag) beschrieben. Alternativ halt mit TIP120 und Vorwiderstand, für die MOSFET eben ohne. Der Arduino hat wohl die 5 V, dieses kleine Detail habe ich halt ... ehm ... schlicht übersehen? ;) > Dein 'Standard' MOSFET braucht mindestens 5V um voll durchzuschalten. Woran hätte ich das erkennen müssen? > Ein rPi liefert maximal 2/3 davon, nämlich 3.3V. > Der MOSFET ist also eher ungeeignet. Denke ich mir richtig, dass die LEDs dann derzeit nur mit 2/3 der maximalen Helligkeit leuchten? Das wäre in der Tat ziemlich beeindruckend, die sind so schon so hell, dass man nicht direkt reingucken sollte. Ich hatte vorher die Schaltung mit den TIP120 versucht, da waren das kein Leuchten sondern nur ein glimmen. Und ich beleuchte in der Tat zumindest Teile meiner Wohnung damit - umso besser, wenn das dann noch heller wird :) > Es gibt sehr wohl MOSFETs, die bei 2.5 oder 2.7V definiert > durchgeschaltet sind. Sobald ich herausgefunden habe, wie ich das erkenne ... > Man sollte einen mit ausreichender Strombelastbarkeit und geringer > Gate-Kapazität nehmen, z.B. IRLML2502. Versuche ich mal zu finden und zu vergleichen. Vielen Dank für Deine Hinweise! Werner M. schrieb: > Schreib doch mal an deine Steckverbinder ran, was da für Signale drauf > liegen. Das "AC" ist hoffentlich nicht ernst gemeint? Ehm, das müsste dann wohl DC heissen. Irgendwie war während der Beschriftung wohl das Konzept "AC = Netzteil" bei mir im Kopf. > Bei den FETs sollt man Pull-Down Widerstand (100k) vorsehen, die auch im > Tri-State Zustand vom RaspBerry pi für einen sicher gesperrten FET > sorgen würden. Im Tri-State Zustand. Ich versuche auch da mal herauszufinden, was das ist ... > Tim K. schrieb: >> Kann ich hier irgendwie erhebliche Einsparungen erzielen, wenn ich die >> genau angemessen auswähle statt immer nur "meinen Standard" (eben den >> STP16NF06L) zu verwenden? > > Bei einem Stückpreis von 0,32€ halten sich die Einsparmöglichkeiten in > Grenzen. Bei Verzettlung auf vielen Typen kommt man nicht so leicht auf > attraktive Rabattstaffeln. So schien es mir. Allerdings tun sich ja gerade ganz andere Abgründe auf ;) Auch an Dich vielen Dank für die Hinweise!
Tim K. schrieb: > Denke ich mir richtig, dass die LEDs dann derzeit nur mit 2/3 der > maximalen Helligkeit leuchten? Das wäre in der Tat ziemlich > beeindruckend, Wenn die Transistoren JETZT recht warm werden, dann wirds bei passenderen Transistoren noch heller.
Tim K. schrieb: > Ich hatte mir gedacht (ehm ...) V GS(th) auf Seite 2 unter Electrical > Characteristics / ON wäre ab wann der durchschaltet (1-2,5 V). UGS(th) ist die Spannung unterhalb der er sicher SPERRT. Bei RDS(on) steht, oh Wunder dort steht als Bedingung (on), welche UGS Spannung er zum sicheren Einschalten braucht. 50% heller wird es nicht unbedingt.
Ulrich F. schrieb: > Tim K. schrieb: >> Denke ich mir richtig, dass die LEDs dann derzeit nur mit 2/3 der >> maximalen Helligkeit leuchten? Das wäre in der Tat ziemlich >> beeindruckend, > > Wenn die Transistoren JETZT recht warm werden, dann wirds bei > passenderen Transistoren noch heller. Nein, selbst bei meiner derzeit längsten Kette mit etwa 1,4 A ist keine spürbare Erwärmung da. Allerdings steuere ich die auch nicht mit voller Leistung an, ist eher so kuscheliges Licht :) Aber allgemein noch was zu V GS(th) beziehungsweise dem Threshold: Unter https://www.mikrocontroller.net/articles/FET ist im Abschnitt "Erklärung der wichtigsten Datenblattwerte" ein Absatz hierzu. Ab dieser Spannung geht es also los (im Gegensatz zu wird maximal durchgeschaltet, wie ich angenommen hatte). Man solle mindestens das doppelte sicherstellen - hier also 2-5 V. Die 3,3 V vom Raspberry liegen dazwischen. Da ich bislang ja eigentlich überzeugt war, dass das funktioniert (weil mich die Funktionsweise bereits beeindruckt hat): Kann es sein, dass die 3,3 V ausreichen, da ich ja eine viel geringere Werte habe, als das Bauteil eigentlich zulässt (12 statt 60 V und <2 statt >10 A)? So richtig habe ich leider noch immer nicht herausgefunden, wie ich diese Datenblätter zu lesen habe. Und den oben vorgeschlagenen IRLML2502 scheint es nur als SMD zu geben. An SMD traue ich mich allerdings (noch) nicht ran.
MaWin schrieb: > Tim K. schrieb: >> Ich hatte mir gedacht (ehm ...) V GS(th) auf Seite 2 unter Electrical >> Characteristics / ON wäre ab wann der durchschaltet (1-2,5 V). > > UGS(th) ist die Spannung unterhalb der er sicher SPERRT. > Bei RDS(on) steht, oh Wunder dort steht als Bedingung (on), welche UGS > Spannung er zum sicheren Einschalten braucht. > > 50% heller wird es nicht unbedingt. Die Zeile mit RDS(on) habe ich durchaus auch "gelesen". Da sind Tests für zwei Spannungen und die daraus resultieren Widerstandswerte. Das sich in der Testkonfiguration die notwendige Mindestspannung versteckt scheint mir nicht ... ehm ... intuitiv ;) Danke für den Hinweis! Werde zumindest mal gucken, ob das bei anderen Datenblättern auch so ist. Als Laie frage ich mich allerdings schon, warum ein so wichtiger Wert nicht irgendwie prominenter dargestellt wird.
Tim K. schrieb: > warum ein so wichtiger Wert nicht > irgendwie prominenter dargestellt wird. Das ist eine Frage der Wahrnehmung. Da wo es in der Schaltung krankelt ist automatisch der "prominente" Wert im Spiel. Nur weiß der Hersteller leider vorher nicht, wo es bei deiner Schaltung krankeln wird....
Tim K. schrieb: Als > Laie frage ich mich allerdings schon, warum ein so wichtiger Wert nicht > irgendwie prominenter dargestellt wird. Laien sind nicht die Zielgruppe solcher Datenblätter. Zum Nichtlaien wird man durch Erfahrung, zB. dadurch, daß man sich wundert warum`s mit 3,3V am Gate nicht gescheit funktioniert. Das erlebt man als Laie genau einmal und dann.... hat man wieder was gelernt. Also - wieso sollte der Datenblattautor das prominent darstellen? Grüße MiWi
Tim K. schrieb: > Kann es sein, Es kann schon sein, dass die Schaltung zufälligerweise mit deinem MOSFET funktioniert - und mit dem eine Woche später gekauften gleicher Typennummer nicht mehr.
Ulrich F. schrieb: > Tim K. schrieb: >> warum ein so wichtiger Wert nicht >> irgendwie prominenter dargestellt wird. > > Das ist eine Frage der Wahrnehmung. Das stimmt wohl immer irgendwie ;) Und ich als Noob gucke da sicher auch aus einem unüblichen Blickwinkel drauf ... > Da wo es in der Schaltung krankelt ist automatisch der "prominente" Wert > im Spiel. Nur weiß der Hersteller leider vorher nicht, wo es bei deiner > Schaltung krankeln wird.... Aber das bei einem Schalter neben der Frage wann er denn wirklich aus ist auch die Frage relevant ist, wann er denn wirklich an ist, scheint mir doch irgendwie ... total wichtig halt ;) Aber wird offensichtlich nirgendwo wirklich direkt angegeben, was ich jetzt so weiter gesehen habe ... Ich habe unter https://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht geguckt und die Auswahl an MOSFETs die schon bei niedrigen Spannungen sicher schalten scheint echt beschränkt. Der IRL3103 scheint mir als "mein neuer Standard" brauchbar zu sein (oder übersehe ich da jetzt das nächste wichtige Detail?). Ist allerdings mit 1,83 € im Vergleich zu den 0,40 € für den STP16NF06L auch ziemlich teuer (gerade verglichen bei Conrad). Aber wenn ich nicht noch weitere Informationen finde werde ich die dann vermutlich zumindest mal probieren ... MiWi schrieb: > Tim K. schrieb: > Als >> Laie frage ich mich allerdings schon, warum ein so wichtiger Wert nicht >> irgendwie prominenter dargestellt wird. > > Laien sind nicht die Zielgruppe solcher Datenblätter. > > Zum Nichtlaien wird man durch Erfahrung, zB. dadurch, daß man sich > wundert warum`s mit 3,3V am Gate nicht gescheit funktioniert. Das erlebt > man als Laie genau einmal und dann.... hat man wieder was gelernt. > > Also - wieso sollte der Datenblattautor das prominent darstellen? Erfahrungswerte machen immer viel aus, das habe ich auch schon gelernt. Ich hatte allerdings erwartet, dass in der Elektrotechnik sehr viel mehr genaue Berechnungen verwendet würden und bin immer wieder erstaunt wie viele Entscheidungen auch hier scheinbar "nach Schnauze" getroffen werden. Gerade so bei der Auswahl an Widerständen beispielsweise. Aber für die Firmen sollte es durchaus Gründe geben. Je mehr Leute die Datenblätter verstehen (erst recht wenn man sich da von der Konkurrenz abheben kann), desto mehr potentielle Kunden. Wenn man da Bastler-Noobs für sich gewinnen kann ist das sicher gut für's Geschäft. MaWin schrieb: > Tim K. schrieb: >> Kann es sein, > > Es kann schon sein, dass die Schaltung zufälligerweise mit deinem MOSFET > funktioniert - und mit dem eine Woche später gekauften gleicher > Typennummer nicht mehr. Nun, ich habe 2 Anlagen mit den STP16NF06L im Dauer-Betrieb (nicht durchgehend durchgeschaltet allerdings, gesteuert per Zeit und Bewegungssensor). Und diverse Testaufbauten. Bislang konnte ich noch keine Ausfälle oder Defizite feststellen, aber das werde ich im Zweifel noch mal experimentell gegen die IRL3103 testen. Bei dem Preisunterschied könnte ich allerdings auch STP16NF06L kaufen und 3/4 davon aussortieren und wäre immer noch günstiger. Was jetzt gar nicht sooo der Punkt für mich ist, viel wichtiger wäre mir eigentlich genau zu verstehen warum was geht und was die Effekte davon sind, also auch im Sinne von Verlustleistung usw. Mein bisheriges Verständnis ist, dass bezüglich der An- und Abschaltspannung sehr hohe Toleranzen üblich sind. Ob diese von der angelegten Spannung und Stromstärke abhängen, die bei mir ja deutlich geringer als sepzifiziert sind, wäre halt interessant. Würde immer der untere Toleranzbereich gelten, wenn bei Spannung und Stromstärke nur ein Teil der sepzifizierten Werte genutzt wird, so wäre hier ja die Wahl des STP vielleicht sogar so etwas wie ein Geheimtipp? ;) Hat da jemand von Euch Erfahrungen mit oder kann mir erklären inwiefern das irgendwie aus den Datenblättern hervorgeht? Auf jeden Fall vielen Dank für die Hinweise und Rückmeldungen!
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Werner M. schrieb: > Schreib doch mal an deine Steckverbinder ran, was da für Signale drauf > liegen. Das "AC" ist hoffentlich nicht ernst gemeint? Anbei die aktualisierte Version. Ist der Schaltplan ansonsten so, wie "man ihn erwarten würde"? Ist mein erster, also ich bin auch da durchaus für jeden Hinweis dankbar :) Dahinter liegt halt die in Fritzing "designte" Platine, mit der ich den selbst-gesteckten Kram ersetzen will.
Tim K. schrieb: > Ist mein erster, also ich bin auch da durchaus > für jeden Hinweis dankbar Ich würde noch Pull-Down Widerstände (z.B. 100kOhm für jeden FET von Gate zu Source) vorsehen. Exakte Größe nicht wichtig. Hintergrund: Wenn die Steuer-Platine (also der Pi) nicht verbunden ist, sind die FETs so sicher aus. Ansonsten "kochen" sie evtl. halb-eingeschaltet vor sich hin.
Planlos schrieb: > Tim K. schrieb: >> Ist mein erster, also ich bin auch da durchaus >> für jeden Hinweis dankbar > > Ich würde noch Pull-Down Widerstände (z.B. 100kOhm für jeden FET von > Gate zu Source) vorsehen. Exakte Größe nicht wichtig. > > Hintergrund: Wenn die Steuer-Platine (also der Pi) nicht verbunden ist, > sind die FETs so sicher aus. Ansonsten "kochen" sie evtl. > halb-eingeschaltet vor sich hin. Ah, die Widerstände ... Habe ich noch nicht ganz verstanden, weiter oben ging es schon um den Tri-State. Meinst Du nicht verbunden im Sinne von Kabel abgezogen oder im Sinne von Pi ausgeschaltet aber 12 V-Netzteil steckt? Also wenn kein Kabel steckt dann kann auch keine Spannung anliegen und deshalb der MOSFET nicht schalten, oder? Wenn Pi an aber der Pin unkonfiguriert ist scheint mir deshalb wahrscheinlicher? Mein Ausschalten besteht auch genau darin. Da kann dann Spannung anliegen was mit einem Widerstand verhindert werden kann? Gleichzeitig verbraten die Widerstände ja immer auch Leistung, korrekt? Bei meinem Versuch TIP120 einzusetzen hatte ich jedenfalls je nach eingesetztem Widerstand deutliche Helligkeitsverluste. Gerade deswegen bin zu den STP übergegangen - glaub bei Adafruit stand sowas wie "mehr Licht, weniger Wärme", das hat mich gelockt (und hat den Effekt gebracht). In meinem ursprünglichen Beitrag hatte ich dazu insbesondere wissen wollen, ob dazu nicht die auf dem Pi verbauten Widerstände taugen. Dein "Größe egal" (na ja fast) würde das ja nahelegen. Allerdings habe ich bislang nur GPIO-Bibliotheken gefunden, die die Aktivierung dieser Widerstände vorsehen. Bei dem von mir für das PWM genutzten servoblaster gibt es eine solche Option hingegen nicht. Falls da jemand von Euch Erfahrungen mit hat ... Vielen Dank für den Erklärungsansatz jedenfalls. Irgendwann verstehe ich dieses Pullup/-down-Zeug hoffentlich auch noch ...
Tim K. schrieb: > Gleichzeitig verbraten die > Widerstände ja immer auch Leistung, korrekt? Nein! Leistung = Spannung mal Strom Wenn kein Strom durch den Widerstand, dann auch keine Leistung! (oder?) Und die Gretchen Frage: Wieviel im On Zustand, bei 100K und 3,3V? Tut das dann wirklich weh?
Ulrich F. schrieb: > Und die Gretchen Frage: Wieviel im On Zustand, bei 100K und 3,3V? P=U²/R mal x Ports mal 1 Million PI ist schon Wirkleistung (shice Formatierung) (scnr ich hoffe alle erkennen den Scherz)
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Na gut, dass wenn kein Strom angeschlossen ist auch kein Strom verbraten wird war mir jetzt auch klar. Aber das Widerstände grundsätzlich Wärme produzieren (und zwar nicht aus dem Nix) sobald Strom anliegt, stimmt doch? Viel spannender scheint mir ... Planlos schrieb: > Tim K. schrieb: >> Ist mein erster, also ich bin auch da durchaus >> für jeden Hinweis dankbar > > Ich würde noch Pull-Down Widerstände (z.B. 100kOhm für jeden FET von > Gate zu Source) vorsehen. Exakte Größe nicht wichtig. Von Gate zu Source? Nicht vom Pi-Pin zum Gate?
Tim K. schrieb: > Von Gate zu Source? 100K, von Gate zu Source. Alternativ: 100K, von Pin zu GND.(so mach ich es) > Nicht vom Pi-Pin zum Gate Doch doch! Eine Strombegrenzung! Geschätzte 100R sollten angemessen sein. Der Pi kann nicht unbegrenzt liefern. (Grundeinstellung 12mA?) > sobald Strom anliegt, > stimmt doch? Spannung liegt an, Strom fließt.
Tim K. schrieb: > Von Gate zu Source? Nicht vom Pi-Pin zum Gate? Ja. Das Gate soll nie "in der Luft hängen". Deswegen 100k zwischen Gate und Source. Das ist die Lebensversicherung für den FET. Wenn irgendwas schief läuft, das Kabel reißt, der Pi abstürzt, dann ist der FET aus. Punkt. Vom Pi-Pin zum Gate kann man einen Serien-Widerstand einbauen, den aber 4-5 Größenordnungen kleiner (z.B. 12 Ohm)... Braucht man aber eher wenn einem der teure superschnelle und superstarke Mosfet-Treiber dann doch zu schnell und zu stark war. Beim Pi also eher nicht.
Ulrich F. schrieb: >> Nicht vom Pi-Pin zum Gate > Doch doch! > Eine Strombegrenzung! > Geschätzte 100R sollten angemessen sein. > Der Pi kann nicht unbegrenzt liefern. > (Grundeinstellung 12mA?) @combie: FETs sind spannnungsgesteuert.
Planlos schrieb: > @combie: > > FETs sind spannnungsgesteuert. Diese Information ist nicht neu für mich. Aber nichts desto Trotz, haben die FET eine Kapazität, welche umgeladen werden will. Und genau dieser Umladestrom muss begrenzt werden. Ein AVR ist da viel robuster, als ein Pi.
Ulrich F. schrieb: > Ein AVR ist da viel robuster, als ein Pi. Die RPi GPIOs haben extra Konfigurationsoptionen (slew rate limit, configurable drive strength) eben damit man eine kleine kapazitive Last, wie ein Mosfet-Gate, sicher&direkt, ganz ohne Vorwiderstand, daran anschließen kann.
Ulrich F. schrieb: >> Nicht vom Pi-Pin zum Gate > Doch doch! > Eine Strombegrenzung! > Geschätzte 100R sollten angemessen sein. > Der Pi kann nicht unbegrenzt liefern. > (Grundeinstellung 12mA?) Laut http://elinux.org/Rpi_Low-level_peripherals etwas mehr: > The maximum permitted current draw from the 3.3 V pins is 50 mA. Strombegrenzung heisst dann der Widerstand verbrät zwar etwas, sorgt aber durch einen Abfall des geozgenen Stroms insgesamt für eine Einsparung? >> sobald Strom anliegt, >> stimmt doch? > Spannung liegt an, Strom fließt. Danke für die Richtigstellung. Tue mich echt schwer damit hier den richtigen Sprachgebrauch zu lernen :( Planlos schrieb: > Tim K. schrieb: >> Von Gate zu Source? Nicht vom Pi-Pin zum Gate? > > Ja. Das Gate soll nie "in der Luft hängen". Deswegen 100k zwischen Gate > und Source. > > Das ist die Lebensversicherung für den FET. Wenn irgendwas schief läuft, > das Kabel reißt, der Pi abstürzt, dann ist der FET aus. Punkt. Sehr schön erklärt, vielen Dank dafür. Von wegen planlos, das wäre wohl eher ein Name für mich ;) Was da technisch dahinter steht versuche ich bei Gelegenheit nochmal genauer aufzudröseln. Mein Veständnis jetzt in etwa: undefinierter Zustand des MOSFET (wann? wie? testbar? Tri-State-Dings?) kann dazu führen, dass Strom fliesst obwohl keine Spannung am Gate anliegt; dies lässt sich durch einen Widerstand zwischen Gate und Source verhindern weil der ... was macht? Für unterschiedliche Spannungen (Potentialunterschied?) zwischen und Drain sorgt oder so etwas weshalb der MOSFET dann sicher sperrt? > Vom Pi-Pin zum Gate kann man einen Serien-Widerstand einbauen, den aber > 4-5 Größenordnungen kleiner (z.B. 12 Ohm)... > Braucht man aber eher wenn einem der teure superschnelle und superstarke > Mosfet-Treiber dann doch zu schnell und zu stark war. Beim Pi also eher > nicht. Mosfet-Treiber habe ich mir noch nicht angeschaut, bislang bin ich mit den Ergebnissen die ich mit dem PWM direkt am Pi-Pin erziele zumindest zufrieden. Planlos schrieb: > Ulrich F. schrieb: >> Ein AVR ist da viel robuster, als ein Pi. > > Die RPi GPIOs haben extra Konfigurationsoptionen (slew rate limit, > configurable drive strength) eben damit man eine kleine kapazitive Last, > wie ein Mosfet-Gate, sicher&direkt, ganz ohne Vorwiderstand, daran > anschließen kann. Sind diese Konfigurationsoptionen eventuell irgendwo (vielleicht noch mit Erklärungen) beschrieben? Gibt's da einen guten Link zu? Ansonsten: die GPIO-Pins auf dem Pi haben zuschaltbare PullUp/PullDown-Widerstände. Irgendwie führen die aber ein Schattendasein scheint mir. Habe zumindest keine ordentliche Diskussion dieser gefunden und die Bibliotheken unterstützen die Funktion auch nur zum Teil. Die Info aus dem Wiki (http://elinux.org/Rpi_Low-level_peripherals) dazu ist: > Internal Pull-Ups & Pull-Downs > The GPIO ports include the ability to enable and disable internal > pull-up or pull-down resistors (see below for code examples/support of > this): > Pull-up is 50 kOhm - 65 kOhm > Pull-down is 50 kOhm - 60 kOhm Die oben angegebenen 100R sollen 100 Ohm bedeuten, der andere Vorschlag war 12 Ohm, also sehr viel weniger? Ich entnehme, dass ich die allerdings hier nicht brauche. Zusammenfassend also: (R1) mit 100 kOhm zwischen Pi-Pin/Source bzw. Pi-Pin/GND, Gate/Source, Gate/GND - ist ja alles das gleiche. Metallfilm-Widerstände hätte ich passende da, spielt die Auswahl des Typs hier eine Rolle? Die technische exakte Erklärung (s.o.) und Abgrenzung (bei Transistoren das gleiche? wie sieht das alles bei P-Kanal aus? usw.) verschiebe ich erst mal (ausser natürlich einer von Euch hat gerade Lust) ... Werde das ganze Zeugs irgendwann veröffentlichen und werde Euch dann zumindest Credits geben. Ansonsten erneut Danke für die Erklärungen und Diskussionen!
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Tim K. schrieb: > Laut http://elinux.org/Rpi_Low-level_peripherals etwas mehr: >> The maximum permitted current draw from the 3.3 V pins is 50 mA. Nein! Du meinst die 3,3V Versorgungs Pins. Der FET wird aber an einem GPIO angeschlossen.
Planlos schrieb: > Die RPi GPIOs haben extra Konfigurationsoptionen (slew rate limit, > configurable drive strength) eben damit man eine kleine kapazitive Last, > wie ein Mosfet-Gate, sicher&direkt, ganz ohne Vorwiderstand, daran > anschließen kann. aber in Summe über alle GPIO darf nach GND oder VCC nur 50mA fliessen, also hat sich pro Port 3mA als sicher herausgestellt. Die "sogenannte" Konfigurationsmöglichkeit ist aber nur die Zahl der Porttreiber die aber egal in welcher Stufe keine Begrenzung erfahren, es kann also mehr Strom fliessen als dem Treiber gut tut, es gibt keinerlei Begrenzung bis zum Chiptod, abgesehen davon hat noch keiner gezeigt ob sich das wirklich einstellen lässt und gerade ein relativ umfangreiches OS mit jede Menge Software traue ich nicht zu das sich der eingestellte Zustand (mehr mA) unter allen Umständen aufrecht hält, von daher: Tim K. schrieb: > Sind diese Konfigurationsoptionen eventuell irgendwo (vielleicht noch > mit Erklärungen) beschrieben? Gibt's da einen guten Link zu? vergiss es, auch fehlt dem PI die Schutzbeschaltung mit Ableitdioden nach VCC und GND ähnlich den AVR Atmel.
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Tim K. schrieb: > Zusammenfassend also: (R1) mit 100 kOhm zwischen Pi-Pin/Source bzw. > Pi-Pin/GND, Gate/Source, Gate/GND - ist ja alles das gleiche. Nein, ist es nicht! Der (100R?) Gatewiderstand geht von Pin zu Gate. Den (100K) Pulldown kannst du einmal davor oder einmal danach gegen GND/Source schalten. Tim K. schrieb: > Internal Pull-Ups & Pull-Downs Die werden erst nach dem Booten/Programmstart aktiv. Bis dahin schwebt das Gate. Dieses ist Unsinn: "Du meinst die 3,3V Versorgungs Pins." Sollte heißen: "Du meinst die 3,3V Versorgungs der GPIO Pins".
Ulrich F. schrieb: > Tim K. schrieb: >> Laut http://elinux.org/Rpi_Low-level_peripherals etwas mehr: >>> The maximum permitted current draw from the 3.3 V pins is 50 mA. > Nein! > Du meinst die 3,3V Versorgungs Pins. > Der FET wird aber an einem GPIO angeschlossen. Ah, schon wieder nicht genau genug aufgepasst. Danke für die Richtigstellung. Joachim B. schrieb: > Planlos schrieb: >> Die RPi GPIOs haben extra Konfigurationsoptionen (slew rate limit, >> configurable drive strength) eben damit man eine kleine kapazitive Last, >> wie ein Mosfet-Gate, sicher&direkt, ganz ohne Vorwiderstand, daran >> anschließen kann. > > aber in Summe über alle GPIO darf nach GND oder VCC nur 50mA fliessen, > also hat sich pro Port 3mA als sicher herausgestellt. Die "sogenannte" > Konfigurationsmöglichkeit ist aber nur die Zahl der Porttreiber die aber > egal in welcher Stufe keine Begrenzung erfahren, es kann also mehr Strom > fliessen als dem Treiber gut tut, es gibt keinerlei Begrenzung bis zum > Chiptod, abgesehen davon hat noch keiner gezeigt ob sich das wirklich > einstellen lässt und gerade ein relativ umfangreiches OS mit jede Menge > Software traue ich nicht zu das sich der eingestellte Zustand (mehr mA) > unter allen Umständen aufrecht hält, von daher: > > Tim K. schrieb: >> Sind diese Konfigurationsoptionen eventuell irgendwo (vielleicht noch >> mit Erklärungen) beschrieben? Gibt's da einen guten Link zu? > > vergiss es, auch fehlt dem PI die Schutzbeschaltung mit Ableitdioden > nach VCC und GND ähnlich den AVR Atmel. Habe beim Weiterlesen noch was gefunden. Unter http://elinux.org/Rpi_Low-level_peripherals steht was dazu: > GPIO input hysteresis (Schmitt trigger) can be on or off, output slew > rate can be fast or limited, and source and sink current is configurable > from 2 mA up to 16 mA. Note that chipset GPIO pins 0-27 are in the same > block and these properties are set per block, not per pin. See GPIO > Datasheet Addendum - GPIO Pads Control. Particular attention should be > applied to the note regarding SSO (Simultaneous Switching Outputs): to > avoid interference, driving currents should be kept as low as possible. Das dort referenzierte Errata Dokument (http://www.scribd.com/doc/101830961/GPIO-Pads-Control2) führt die technischen Details auf. Ich glaube für mich käme das erst in Frage, wenn das über Bibliotheken ansteuerbar ist. Aber vielleicht für den einen oder anderen von Euch interessant? Erklärt ist da nichts, aber die Ansteuerung spezifiziert scheint mir. Ulrich F. schrieb: > Tim K. schrieb: >> Zusammenfassend also: (R1) mit 100 kOhm zwischen Pi-Pin/Source bzw. >> Pi-Pin/GND, Gate/Source, Gate/GND - ist ja alles das gleiche. > > Nein, ist es nicht! > Der (100R?) Gatewiderstand geht von Pin zu Gate. > Den (100K) Pulldown kannst du einmal davor oder einmal danach gegen > GND/Source schalten. Stimmt natürlich, bei zwei Widerständen ergeben sich die Variationen mit davor/danach. Was wäre dabei der Unterschied bzw. was richtig oder falsch? Wobei es ja hiess ich brauche den Gatewiderstand hier nicht. Wenn ich das richtig mitgenommen habe weil die Steuerung über das Anlegen einer Spannung und nicht über einen fliessenden Strom erfolgt. Wobei vermutlich dennoch (Leck-)Strom fliesst den man begrenzen könnte?
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Tim K. schrieb: > Wobei es ja hiess ich brauche den Gatewiderstand hier nicht. Wenn du den Pin killen willst....
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Ulrich F. schrieb: > Tim K. schrieb: >> Wobei es ja hiess ich brauche den Gatewiderstand hier nicht. > Wenn du den Pin killen willst.... Kannst Du das bitte (nochmal) ausführen? Zum einen bin ich auf viele Vorschläge gestossen bei denen darauf verzichtet wurde (ich hatte oben irgendwo auf Adafruit verwiesen, deren Lern-Guides mir eigentlich durchaus gut erschienen). Die müsste man ja mal zur Korrektur aufrufen, wenn Du hier Recht hast. Zum anderen betreibe ich wie beschrieben mehrere Anlagen bereits im Dauerbetrieb. Und ich habe noch nie "einen Pin gekillt". Glaube ich zumindest. Leuchtet zumindest alles noch, denke ich mir als Laie. Bisher genannt war Gatewiderstand als Strombegrenzer um einzusparen. Bei MOSFET wird mit angelegter Spannung geschaltet, nicht mit fliessendem Strom, deswegen seien die hier nicht nötig hatte ich jetzt abgespeichert. Wo kommt also dieser Pin-Kill her? Hört sich ja dramatisch wichtig an! Und kannst Du bitte auf meine Frage eingehen, was der Unterschied zwischen Schaltung vor/nach dem Gatewiderstand wäre? Weil wenn ich den einbaue müsste ich ja dann auch noch wissen wie am besten ;) Und Note-to-self: während die jetzt geplanten Widerstände im Zweifel optionaler Schutz sind und einfach nicht bestückt werden könnten, müssten die Gatewiderstände bestückt werden, da sie die Zuleitung unterbrechen. Ansonsten anbei die Neuauflage der Schaltung mit vorgesehenen Widerständen für den Fall des ausgeschalteten Pi's. Ich habe mal ein Bild von einer Seite der Platine dazugemacht - die wären jetzt jeweils mit eigener Zuleitung an Gate und Source angebunden. Sollten die Gatewiderstände noch dazumüssen, muss ich wohl entweder doppelseitig bestücken oder die Platine vergrößern :( So mit direkter Anbindung müssten die dann als den Gatewiderständen nachgeschaltet zählen? Siehe vorhergehende Frage ... Und nochmal vielen Dank für die Geduld und Ausdauer mit mir!
Tim K. schrieb: > Bisher genannt war Gatewiderstand als Strombegrenzer um einzusparen. Bei > MOSFET wird mit angelegter Spannung geschaltet, nicht mit fliessendem > Strom, deswegen seien die hier nicht nötig hatte ich jetzt > abgespeichert. Wo kommt also dieser Pin-Kill her? Hört sich ja > dramatisch wichtig an! Das ist ein sog. "Angstwiderstand". der RPi-Pin kann im Dauerbetrieb nur x mA liefern. Umschalten eines Mosfet-Gates (= Kleine Kapazität) erfordert kurzzeitig einen Strom y, mit y > x. Wenn das Datenblatt keine Aussage zum max. Pulsstrom liefert, oder man das Datenblatt nicht lesen mag, oder die im Datenblatt angegebenen Nebenbedingungen nicht einhalten kann, oder einfach nur Angst hat, dann kann man einen Widerstand in die Gateleitung Schalten, um den Strom zu begrenzen, also y <= x erzwingen. Beim RasPi nicht nötig. Der hat Chip-Intern schon Vorkehrungen (müssen aber ggfs. konfiguriert werden) getroffen, dass das Gate-Umladen nicht zu einer Beschädigung führt. Hast du, und viele andere schon richtig erkannt. Leider gibt es beim RPi, genau wie bei Arduino, viel ungares Halbwissen im Netz, das immer und immer wieder weiterkopiert wird... Nur der Vollständigkeit halber: In Schaltplänen bei denen der Mosfet mit "viel Power" angesteuert wird, sieht man oft einen Gate-Vorwiderstand. Dieser dient primär nicht zum Begrenzen des Gate-Stroms! Die Gate-Kapazität bildet mit der Leiterbahn-Induktivität einen Schwingkreis, mit vielen MHz Resonanzfrequenz. Der Gate-Widerstand soll die Flanken etwas abflachen, um die Anregung dieses Schwingkreises zu verringern und um die Schwingung zu dämpfen.
Vielen Dank für die Erklärung. "Planlos rockt!" - hier zumindest :) Mir ist jetzt ein .. ehm .. Unfall passiert. Mal wieder eine gesteckte Schaltung im laufenden Betrieb umgesetzt. Dabei ist mir das ganze runtergefallen, wobei zumindest ein Masse-Stecker ab ist. Als Folge leuchten zwei der drei Kanäle jetzt immer (mit etwa 6V und offenbar wenig Strom, man sieht gerade so, dass sie leuchten). Also auch wenn kein PWM-Signal anliegt. Ich habe versucht ob 100k Wiederstände zwischen Gate und GND Abhilfe schaffen, tun sie aber nicht. Ich dachte erst an kaputten Pi-Port, aber wenn ich die MOSFETs austausche funktioniert wieder alles wie gehabt. Folgere ich richtig, dass ich mir damit also die MOSFETs zerschossen habe irgendwie? Mir scheint es ja wie ein Wunder, dass ich noch keinen Pi kaputt gemacht habe. Aber offenbar wieder mal Glück gehabt? Zumindest habe ich damit die ersten Bauteile zerschossen. Ist ja auch mal was, hab halt schon drauf gewartet ;)
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